不銹鋼壓力容器封頭的研究

不銹鋼封頭的缺陷及原因分析

不銹鋼封頭產(chǎn)生裂紋的原因主要包括以下幾個(gè)方面:，封頭在車削直邊的過程中會(huì)產(chǎn)生加工硬化和第三種殘余應(yīng)力。直邊部分的內(nèi)表面承受大的拉伸應(yīng)力并產(chǎn)生大的內(nèi)應(yīng)力。車削直邊時(shí)冷旋壓工藝的旋壓速度過快，旋壓施加的壓力過高，冷沖壓工藝的沖壓速度過快，上下模之間的間隙控制不當(dāng)，可能導(dǎo)致裂紋；第二，端口裂紋主要是由于坯料切割過程中切割面不平整和擠壓過程中應(yīng)力集中造成的。三是焊縫熱影響區(qū)熔合線晶粒粗大，外力產(chǎn)生裂紋，此外，焊縫咬邊部分在頭部壓鼓和沖壓過程中應(yīng)力集中，也會(huì)沿熔合線形成裂紋。此外，在頭部脹形和沖壓過程中，焊縫底切部分的應(yīng)力集中也會(huì)沿焊縫線形成裂紋。

從各工序的檢查來看，封頭缺陷及其原因分析如下。

超標(biāo)還原的缺陷及原因分析：對(duì)于沖壓頭，頭部底部受到模具壓力和摩擦，壁厚減小很?。贿^燒缺陷及產(chǎn)生原因分析過燒指封頭熱成形時(shí)局部加熱溫度超過始?jí)簻囟?，產(chǎn)生的板材燒損現(xiàn)象。經(jīng)受壓邊環(huán)的直邊部分的上部的壓應(yīng)力大于在平滑過渡區(qū)域中延伸的拉應(yīng)力，并且厚度增加；在拉伸應(yīng)力和模具壓力的共同作用下，光滑過渡區(qū)的壁厚大大減小。對(duì)于旋壓頭，坯料在壓制過程中由壓頭連續(xù)錘打。厚度減小量大于沖壓頭，壁厚均勻性差。

首先，在熱壓過程中，在坯料的表面上形成厚的氧化物層，該氧化物層在熱壓過程中脫落而造成劃痕；第二，運(yùn)輸過程中處理不當(dāng)也會(huì)造成外表面擦傷。

拉伸裂紋缺陷及其原因分析拉伸裂紋是由超過材料強(qiáng)度極限的拉力引起的。拉伸開裂的原因如下:，材料伸長(zhǎng)率低，硫和磷含量超標(biāo)；第二，壓邊器的壓力太高，導(dǎo)致沖壓過程中坯料。第三，潤(rùn)滑效果差，模具和坯料之間的不均勻摩擦導(dǎo)致頭部開裂。第四，沖壓時(shí)模具行程太快，旋壓翻邊時(shí)旋壓速度太快。操縱系統(tǒng)該生產(chǎn)線的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)拉伸滑塊和壓邊滑塊壓力的獨(dú)立控制，以保證拉伸滑塊和壓邊滑塊的壓力能夠?qū)崟r(shí)控制，在生產(chǎn)過程中不會(huì)相互干擾。平滑過渡區(qū)導(dǎo)致橫向拉伸裂紋。

碟形封頭

是一不連續(xù)曲面，在經(jīng)線曲率半徑突變的兩個(gè)曲面連接處，由于曲率的較大變化而存在著較大邊緣彎曲應(yīng)力。該邊緣彎曲應(yīng)力與薄膜應(yīng)力疊加，使該部位的應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它部位，故受力狀況不佳。在內(nèi)表面直徑等于設(shè)計(jì)直徑的方向上，單擊中心點(diǎn)卷尺上的1814毫米，以及端口內(nèi)表面上百分表的另一個(gè)端點(diǎn)，并進(jìn)行標(biāo)記。但過渡環(huán)殼的存在降低了封頭的深度，方便了成型加工，且壓制碟形封頭的鋼模加工簡(jiǎn)單，使碟形封頭的應(yīng)用范圍較為廣泛。

錐殼

結(jié)構(gòu)不連續(xù)，錐殼的應(yīng)力分布并不理想，但其特殊的結(jié)構(gòu)形式有利于固體顆粒和懸浮或粘稠液體的排放，可作為不同直徑圓筒體的中間過渡段，因而在中、低壓容器中使用較為普遍。